物理苏科版（2024）人眼看不见的光教学课件ppt

这是一份物理苏科版（2024）人眼看不见的光教学课件ppt，共33页。PPT课件主要包含了人眼看不见的光，红外线，红外线的发现，红外线的特性，红外线的应用，红外热成像仪，紫外线，紫外线的发现，紫外线与臭氧层等内容，欢迎下载使用。
电路安全至关重要，用电高峰时，借助红外热成像仪可便捷排查电路隐患，这背后是什么原理？太阳光经三棱镜分解为多种色光，其中是否存在人眼不可见的光？
1. 红外线2. 紫外线
1800 年，英国科学家赫歇尔，（1738—1822）在研究各种色光的热效应时发现一个奇怪的现象：当温度计放在色散光带红光外侧时，其示数也会增大。由此，他推测这一区域存在一种人眼看不见的光。今天，人们利用灵敏的温度传感器，很容易再现赫歇尔当年的实验现象。
【进行实验】如图所示，让一束太阳光通过三棱镜后，将与计算机连接的温度传感器探头分别放在红光的内侧和外侧，观察温度-时间图像的温度变化。
【实验现象】探头放在红光内侧，计算机屏幕显示的示数上升，然后将探头移到红光的外侧，计算机屏幕显示的示数也会上升，并且上升得更快。
【探究结论】实验说明在可见光谱的红光外侧还存在着一种能使被照射的物体快速升温而人眼看不见的光。
①红外线：实验发现，太阳光中，除了人眼能感受到的可见光，还有一些光人眼无法察觉，这些光称为不可见光。在色散光带红光外侧能使物体发热的不可见光，称为红外线。
红外线具有显著的热效应一切物体都在不停地发射红外线，同时也在吸收其他物体发射来的红外线；红外线具有比较显著的热效应。物体的温度越高，辐射的红外线越多（热学中的“热辐射”实际上就是物体发射红外线）。太阳的热，主要就是通过红外线传到地球的。
（1）红外线测温自然界中的一切物体都在不停地辐射红外线。物体辐射的红外线的强度与温度有关，因此可以通过物体辐射的红外线来测量物体的温度。例如，在机场、铁路车站、医院等人流密集的入口处，可以利用红外热成像仪检测人体的温度，如图所示。
（2）红外线检测设备在工业领域，还可以借助红外线检测设备准确识别机械设备正在发热的疑似故障位置，从而可以实现在线工业检测、设备维护等。
（3）红外线的其他应用红外线在遥控技术、远距离探测、卫星遥感、医学等方面也有广泛的应用。
【例题1】如图所示，老师用测温枪给学生检测体温，测温枪的学名是“红外线测温仪”或者“红外线辐射测温仪”。它的原理是：被动吸收目标的红外辐射能量，从而获得物体温度数值。下列关于红外线测温仪的说法正确的是（ 　　）A．不能通过肉眼观察到红外线B．红外线测温仪是通过测温枪发出红外线来测体温C．验钞机利用紫外线辨别钞票的真伪，不是红外线D．红外线测温仪测体温说明红外线能传递能量
【详解】A、红外线是不可见光，人肉眼是观察不到红外线的，故A错误；B、红外线不是声波的一种，故B错误；CD、红外线测温仪是通过对物体自身辐射的红外能量的测量，准确地测定物体表面温度的仪器，故C错误，D正确。
【例题2】2024年9月，中科院发布世界首部遥感热红外影像图集，该图集系统展示了我国地表热环境分布特征，再次推动了红外遥感技术的民用发展，也让更多人认识到不可见光在生产生活中的重要应用价值。下列说法正确的是（ ）A．红外遥感利用了红外线衍射能力强、可以穿透云雾烟尘的特性B．遥感热红外影像只能在白天拍摄，夜晚无法获取热红外信息C．红外线的波长比可见光更短，频率比可见光更高D．只有高温物体才能辐射红外线，低温物体不辐射红外线
【详解】A．红外线的波长较长，衍射能力强，能够穿透云雾烟尘，因此适合用于红外遥感，故A正确；B．一切物体都在不停地辐射红外线，温度不同辐射的红外线能量不同，因此夜晚也可以获取热红外影像，故B错误；C．根据电磁波谱可知，红外线的波长比可见光更长，频率比可见光更低，故C错误；D．任何温度的物体都在向外辐射红外线，温度越高辐射强度越大，低温物体也会辐射红外线，故D错误。故选A。
1801 年，德国物理学家里特（Jhann Wilhelm Ritter，1776—1810）偶然发现，放在太阳光色散光带紫光外侧的照相底片感光了。里特没有忽视这个小问题，经过反复研究，终于发现这里有一种不可见光——紫外线（ultravilet ray）。
2. 紫外线的特性与应用
①紫外线能使荧光物质发光：验钞机利用紫外线的这种性质鉴别人民币的真伪。②医院、厨房等常用紫外线进行灭菌。③生产电子芯片的光刻设备中也能见到紫外线的身影。例如极紫外线光刻机。
3. 紫外线的危害与防护
（1）紫外线的危害适当的紫外线照射对人体有益；过强的紫外线能伤害人的皮肤，轻则使皮肤粗糙，重则引起皮肤癌。
（2）紫外线的防护预防紫外线最好的办法就是外出时戴上墨镜、遮阳伞或宽檐帽，避免在阳光直射的地方久待，眼睛不要对着太阳看。电焊的弧光中有强烈的紫外线。因此电焊工人在工作时必须穿好工作服，并戴上防护面罩。
4. 红外线和紫外线对比
使荧光物质发光；杀毒灭菌
红外测温;红外探测器;红外夜视仪……
验钞机;紫外线灭菌灯……
（1）臭氧层臭氧（O3）是一种有轻微腥臭气味的淡蓝色气体，主要聚集在离地面10~50km的平流层内，科学家称之为臭氧层。臭氧层是地球的“保护伞”，它能吸收绝大部分来自太阳的紫外线，使地球上的生物免受强烈紫外线的直接照射。但是，由于人类大量使用会破坏臭氧层的氯氟碳化物，如早期冰箱中所用的氟利昂等，它们蒸发出的气体释放到大气层中，破坏了大气臭氧层，导致臭氧层的浓度越来越稀薄，甚至在南极上空形成了臭氧层空洞，使得太阳对地球表面的紫外辐射量增加，对生态环境和人类健康产生了严重影响。
（2）保护臭氧层因此，全世界的科学家都在呼吁“拯救臭氧层，禁止使用氯氟碳化物”。自 2007 年 7 月 1 日起，我国禁止生产以氯氟碳化物为制冷剂、发泡剂的家用电器产品。保护臭氧层，从我做起，从身边的小事做起。尽量使用带有“爱护臭氧层”或“无氯氟碳化物”标志的产品，用实际行动保护臭氧层，保护人类赖以生存的地球家园。
【例题3】下列仪器中，属于利用紫外线工作的是（　 　）A．非接触温度计 B．夜视仪C．感应水龙头 D．杀菌灯
【详解】A．非接触温度计是利用红外线来工作的，故A不符合题意；B．夜视仪是利用红外线来工作的，故B不符合题意；C．感应水龙头是利用红外线来工作的，故C不符合题意；D．杀菌灯是利用紫外线来工作的，故D符合题意。故选D。
【例题4】下列关于红外线和紫外线的说法，正确的是（　　 ）A．红外线和紫外线都不能在真空中传播B．只有太阳才能向外辐射红外线C．紫外线可以用来鉴别人民币真伪D．红外线比紫外线的波长更短
【详解】A．红外线和紫外线都属于电磁波，电磁波可以在真空中传播，故A错误；B．一切物体都在不停地向外辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越强，并非只有太阳才能辐射红外线，故B错误；C．紫外线可以使荧光物质发光，这一特性常被用于防伪，可以用来鉴别人民币真伪，故C正确；D．在电磁波谱中，红外线的频率比紫外线低，根据波长与频率的关系，频率越低波长越长，因此红外线比紫外线的波长更长，故D错误。故选C。
【例题4】如图所示，让一束太阳光通过三棱镜射到白屏上，屏上标出了三个区域，其中光线能用来做电视机遥控器信号的区域是_________； 能识别人民币真伪的区域是________；人眼看见的光的区域是________。（选填①、 ②、 ③ ）
【详解】太阳光经三棱镜后发生色散，图中位置从上到下依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光；红光之外是红外线，电视机的遥控器发出红外线，用来遥控电视机，即在区域是③；紫光之外是紫外线，紫外线能使荧光物质发光，因此可以识别钱币，即在区域是①；人眼看见的光是七种颜色的光，它们的区域是②。
1．关于紫外线，下列说法正确的是（ ）A．紫外线是紫色的 B．紫外线不具有能量 C．适当的紫外线照射有利于人体健康D．紫外线可以使物体发热产生热效应
【详解】紫外线属于不可见光，人眼无法看到，因此A错误；紫外线本质是电磁波，本身具有能量，因此B错误；适当的紫外线照射可以促进人体维生素D的合成，有利于人体对钙的吸收，对人体健康有益，因此C正确；使物体发热产生热效应是红外线的特性，不是紫外线的典型作用，因此D错误。
2．（2025·江苏常州·中考真题）为寻找地震后被掩埋在废墟里黑暗环境下的生还者。新加坡工程师利用蟑螂体型小、喜好在黑暗缝隙内爬行的特点，打造半机械搜索蟑螂。为探测生还者，应在蟑螂背部固定微型（ 　）A．可见光照相机B．红外线照相机C．紫外线照相机D．超声波成像仪
【详解】A．可见光照相机需可见光成像，黑暗环境下无法工作，故A不符合题意； B．物体均辐射红外线，温度越高辐射越强。人体温度高，辐射红外线强，红外线照相机可接收红外线成像，探测到生还者，故B符合题意； C．紫外线主要用于荧光检测，人体辐射紫外线弱，无法有效探测生还者，故C不符合题意； D．超声波成像仪需在液体等介质中成像，废墟固体环境中超声波传播受阻，难以发挥作用，故D不符合题意。故选B。
3．下列关于不可见光的说法中，错误的是（ ）A．红外线和紫外线都是不可见光B．红外线可以杀菌消毒C．红外线能使被照射的物体温度升高D．紫外线能使荧光物质发光
【详解】红外线和紫外线都在人眼的可见范围之外，都属于不可见光，因此A正确；杀菌消毒是紫外线的作用，红外线不具备该应用，因此B错误；红外线的主要特性是热效应，能使被照射的物体温度升高，因此C正确；紫外线能使荧光物质发光，可以应用于验钞，因此D正确。
4．单独用UVC紫外线直接照射100元人民币时，人民币上出现“100”字样的荧光，再用UVC紫外线灯照射石英玻璃，人民币上也出现“100”字样的荧光（如图甲所示）；而将石英玻璃换成普通玻璃，还是用图甲的方式照射，人民币不会出现荧光，以下判断错误的是（　 　）A．普通玻璃可有效阻碍UVC紫外线的传播B．UVC紫外线能识别人民币的真伪C．100元人民币上有荧光物质 D．人民币发出的荧光是紫外线
【详解】由题意可知，用UVC紫外线直接照射人民币，人民币出现荧光，将石英玻璃换成普通玻璃后，人民币不再出现荧光，说明普通玻璃能够阻碍UVC紫外线的传播，故A选项判断正确；UVC紫外线能使人民币上的荧光物质发光，因此可以用来识别人民币真伪，B选项判断正确；只有人民币上存在荧光物质，才会在紫外线照射下显现出字样，因此C选项判断正确；人民币发出的可见荧光不是紫外线，紫外线是不可见光，我们看到的荧光是人民币的荧光物质被紫外线激发后发出的可见光，因此D选项判断错误，符合题意。
5．如图甲，电焊工人在焊接时，要戴上防护眼罩，这主要是防止电焊的弧光中强烈的____________对人眼的伤害；图乙是医院里利用____________（超声波/次声波）诊断仪帮助医生检查病人体内脏器的情景，这种声音正常的人____________（听到/听不到）。
【详解】紫外线的化学作用强，能够杀菌，电焊的弧光中含有大量紫外线，会伤害人的眼睛和皮肤，因此需要佩戴防护眼罩阻隔紫外线；超声波的频率高于20000Hz，超出了人类听觉的上限，因此正常人听不到超声波，超声波能够传递信息，所以可以利用超声波诊断仪帮助医生检查病人体内脏器的情况。
6．如图甲是每天量体温的红外线测 温仪，红外线是一种____________（选填“可见光”或者“不可见光”）它是利用红外线的________效应工作的，其中_______图能反映测温过程中红外线的传播情况（选填“乙”或“丙”）。
【详解】根据红外线的特征可知，红外线是一种不可见光且具有热效应；红外线测温仪是利用红外线的热效应工作的；通过接收物体发出的红外线红外辐射，将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况，丙图能反映测温过程中红外线的传播情况。
7．如图所示是一种常见的红外感应水龙头，当手对着红外线感应窗时，水会自动流出，使用该水龙头时，感应窗发出的红外线照射到手上发生了光的___________（选填“漫反射”或“镜面反射”），感应窗内的红外线接收管接收到信号后控制出水。教室中用来杀菌消毒的是___________灯，红外线的传播___________（选填“需要”或“不需要”）介质。
【详解】红外线感应水龙头是通过红外线反射原理来工作的，人体的手放在水龙头的红外线区域内，红外线发射管发出的红外线经手漫反射后被感应窗的接收管接收，经过微电脑处理后就会控制出水，当手离开感应范围后，装置便停止出水，能够有效节水并避免交叉污染。而紫外线杀菌灯是利用紫外线的杀菌作用，破坏微生物的DNA结构，从而达到消毒灭菌的效果，这也是紫外线在生活中常见的应用。红外线属于电磁波，传播过程不需要介质，可以在真空中传播。